九州量子北京研发中心正在这三个方向上寻找突破. 此前九州量子北京研发中心主任, 英国牛津大学工程科学系博士黄蕾蕾在接受采访时表示, 他们的目标是研发出世界上速率最快的量子随机数发生器, 并持续优化, 将设备做得更小更便宜.
量子随机数生成器 (以下简称发生器) 在整个QKD系统中处于中间端, 起的作用是对激光器发射的单光子进行随机数调制加密和解密, 其关键作用不言而喻.
用普通芯片做出现有量子同类产品相同性能
九州量子基于相位噪声与真空涨落生产出两种不同原理的产品. 从一开始, 他们就瞄准高速, 准备做Gbps的速率. 往高端化发展的同时, 也会针对不同的用户需求推出不同档次的产品.
'高性能的产品, 可能会用在一些大型服务器上. 而比较终端的一些设备, 用不了那么多随机数, 就可以使用成本第一点性能低一点的, ' 北京研发中心的研发工程师张大鹏向我们介绍.
要降低成本, 需要从源头上的选型开始把握, 然后优化设计, 在这个过程中需要考虑到所用的物料, 还有生产制造过程. 这需要熟悉整个流程, 有实际工程经验, 了解采购渠道的工程师才办得到.
在随机数发生器中, 芯片其实发挥着重要作用. 目前关键芯片主要依赖国外进口, 很多是限售品, 不仅成本贵, 而且难以大规模量产. '量子信息领域很多论文中使用的芯片在国际上实际对中国禁运, 而且不少关键器件虽然性能优良但价格非常高. 要实现真正的产业化, 就要用合理的成本, 通用的芯片和常见的器件实现满足客户需求的性能, 甚至是一些和论文中类似的性能. 但不能一味追求性能指标的最高化, 那更多是学术上的要求. 我们是冲着产业化来的. ' 黄蕾蕾说.
九州的目标是用市面上可以买到的普通芯片, 研发出一款稳定的随机数发生器, 同时保证性能不低于甚至优于同类产品.
升级产品安全程度, 提高产品运行性能
据了解, 量子随机数发生器主要由三个模块组成: 光源, 光电探测器和数字电信号处理电路板.
整个加密过程是这样的: 通过对光源的量子噪声的探测, 将光信号转换成为电信号. 此后, 数字电信号处理电路板将电信号随机转换成以0和1表达的数字信号, 由FPGA进行实时数据后处理.
'初期的技术难关已经攻克了, 目前已经做出了产品样机. 下一步考虑怎么样把它小型化, 低成本化. ' 黄蕾蕾博士向我们介绍, '但我们同时也会往高端方向走, 做更高安全等级的的量子随机数发生器, 比如像源和测量器件无关的量子随机数发生器. '相较于国内高速量子随机数发生器的研究领域, 九州量子已跻身众多优秀研究团队的发展前列.
据了解, 九州量子目前研制出的这款随机数发生器运行速度颇佳, 同时它还具备工作环境简单, 高可靠性, 高质量随机数生产保证, 高集成性的特点. 产品还具有可热插拔性, 在插入/移除的过程中具有高可靠性, 对正在操作使用中的网络不会产生任何影响.
对于未来, 北京研发中心负责人黄蕾蕾表示, 九州量子随机数发生器的设计目标主要瞄准安全性. 发生器的安全程度主要分为两种, 一是设备无法被破坏者或者窥探者控制; 另一种是即使设备被控制, 生产出来的随机数也是安全可靠的. 接下来的目标是进一步优化, '在这方面我们有信心' , 黄蕾蕾表示.